能谱CT对提高肝占位性结节检出率的应用价值

王贵生 高建华 赵 帅

肝脏占位性病变是临床常见病和多发病，其中肝癌在肿瘤发病率中占第三位。如何更好地检出和显示肝占位性结节一直是影像学的重点，近几年出现的能谱CT提供了新的思路和方法[1]。本组实验分析了30例病人肝占位性结节相对于肝实质的对比噪声比，得到了在结节最高对比噪声比时的最佳单能量肝脏结节图像，通过与常规结节图像对比，评估能谱成像在检出和显示肝结节中的价值。

方 法

1.临床资料

收集2011年12月～2012年3月在我院行肝脏三期扫描病人30例，男19例，女11例，年龄31～62岁，中位年龄41岁，入选标准：临床明确有肝占位性病变，肝脏没有手术史；其中肝癌和或肝癌介入11例，肝脏转移瘤9例，肝血管瘤7例，肝脏局灶性结节性增生2例，肝脓肿1例。

2.CT扫描和图像重组

使用GE公司Discovery CT750 HD（宝石能谱CT），对所有入选病人行肝脏三期增强扫描，扫描范围自膈顶到髂前上棘平面，先常规扫描模式行腹部常规平扫，之后行肝脏三期扫描，其中动脉期、肝实质期行常规增强扫描，而门静脉期使用单源，双电压（80kVp和140kVp之间）快速切换的能谱扫描模式。所用电流为600mA，螺距为1.375；对比剂为非离子型对比剂碘佛醇（350mg/ml），90～120ml，流速3.5ml/s。在能谱扫描数据的基础上重建出层厚1.25mm，层距1.25mm的101组门静脉图像。能量范围从40keV到140keV。这些门静脉能谱图像数据被传入GE ADW4.5 工作站使用Gemstone Spectral Imaging (GSI)软件包进行分析。

3.图像分析

在GSI模块中，用10～15mm2感兴趣区（region of interest, ROI）测量肝占位性结节，用同样大小ROI测量结节旁远离血管的正常肝脏组织，计算肝占位性结节的对比噪声比（contrast to noise ratio, CNR）,公式如下：CNR =（CT -CT ）/SD ，其中CT 表示肝结节的CT值，CT肝表示正常肝组织的CT值，SD肝表示正常肝组织CT值的标准差，所有数据测量三次取其平均值为该病变CNR。

GSI软件包自动生成肝结节的对比噪声比（CNR）随光子能量变化的曲线。利用此曲线得到肝结节的最高对比噪声比和对应的最佳能量点。记录下这组数值；并导出在此最佳单能量点下的图像，并对图像进行分级评分。由于70keV能量点对应了常规CT腹部成像中球管电压为120kVp时的平均能量，因此同时获得了肝结节在70keV下的CNR值和图像的主观评分，在工作站使用“compare”模式导入两组图像进行比较，在相同层面和最佳窗宽、窗位下观察肝结节。

图像分级评分：由2名有经验的影像诊断医师以双盲法对肝结节从显示清晰度、边缘锐利度、中心强化度3个方面进行分级评分，4级：结节显示清晰，边缘、中心强化显示清晰；3级：结节显示清晰，边缘显示欠佳，中心显示清晰；2级：结节显示较清晰，边缘和中心显示模糊；1级：结节显示不清，边缘、中心显示模糊。评分有分歧的由2个医师共同商讨后达成一致。对30例病人46个肝结节进行评分，记录其分值。

4.统计学

应用SPSS16.0软件对最佳CNR、图像分级评分进行分析和进行t检验，P＜0.05为有统计学意义。

结 果

1.能谱曲线分布情况

30例病人中共检出46个肝占位性结节。在门静脉期的能谱CT成像中对应于最高CNR的最佳单能量值是50.9±2.9keV（图1）；由图1可见CNR总的趋势是指数分布，CNR呈先上升趋势，达到最佳CNR，之后随着单能数值增加而逐渐下降，其中40～75keV之间CNR均较高。

2.肝占位结节对比噪声比（CNR）

对于这4 6个肝占位性结节，在最佳单能量和70keV下得到的CNR值分别为1.50±0.15和1.07±0.09，两者有统计学差异 (P＜0.001)；而相对应的图像分级评分则分别为3.61±0.49和 2.65±0.64（表1，图2），两者差异有统计学意义。

图2 最佳CNR和70keV图像质量比较。A为最佳CNR, B为70keV，A图显示出结节边缘毛糙和不规则，其内斑片状强化的特征，B图边缘显示不如A清晰。

表1 肝结节CNR和图像分级评分

讨 论

多层螺旋CT是目前临床诊断肝占位性病变的主要手段之一，虽然肝占位性病变典型表现比较好鉴别，但是小肝癌（≤3cm）或占位性病变强化方式不典型，易导致病灶检出率低或误诊，所以如果能在CT技术上使得肝占位性结节细节显示更加清晰，明显可以提高诊断准确率[2]。

以往的CT一直使用混合能量(kVp)，是一组由不同的单光子能量组成的光线束(kVp值)，当X线束穿过人体时，会导致低能量被优先滤掉，易产生线束硬化伪影，同时混合能量间的平均效应也会降低不同物质间的对比度。为解决这类问题出现了CT双能量成像，方法有单球管高低电压的能谱成像和双球管高低电压不同向扫描的双能减影，能谱成像可以生成40～140keV的101个单能量图像，有利于消除硬化伪影，提高图像对比噪声比[2-3]。在能谱图像中，一般来说，高能量的图像中组织对比度较小，低能量的图像中组织对比度较大，所以在低能量能谱图像中可以更好的观察组织细节，提高诊断准确率。本组研究发现显示肝占位性结节的最佳能量点在50keV附近，此结果同赵丽琴等人在肝静脉成像时显示静脉的最佳能量点有很好的符合[4]。

本研究意欲同常规肝脏CT成像进行比较，但受到病人剂量的限制和对比剂流动的限制，无法对同一个病人进行两次扫描。由于能谱成像中70keV能量点对应了常规CT腹部成像中球管电压为120kVp时的平均能量，肝占位性结节和肝实质在这两个成像条件下CT值较为相近。虽然从理论上说70keV单能量比较120kVp混合能量成像在消除硬化伪影和平均效应上更有优势，但70keV能够在很大程度上模拟常规120kVp混合能量成像[5-7]。所以本研究以单能70keV图像作为参照组，对比最佳能量点的图像。通过分析肝占位性病变46个结节，发现两者图像分级评分和肝占位性病变的CNR具有明显统计学差异，最佳能量组图像质量明显高于70keV（表1），细节显示也明显提高，有助于诊断准确率的提高。

本研究的主要不足之处是病例数较少，且不是前瞻性研究。

总之，能谱CT成像中获得的最佳单能量图像显著地提高肝结节和肝实质的对比度，使肝占位性结节显示率明显提高，有助于肝结节的检出率，值得临床推广应用。